쉽게 배우는 운영체제(Part2)

CPU 와 메모리

CPU 의 기본구성

• 산술논리 연산장치
  • 산술연산(+, -), 논리연산(or, and) 수행
• 제어장치
  • CPU 작업 지시
• 레지스터
  • 데이터 임시 보관 (데이터, 주소)

메모리

• 메모리 보호
  
  • 멀티 프로세싱 상황(시분할)에서 각 작업간의 데이터 보호
  • CPU 는 작업의 메모리 시작지점을 경계 레지스터리에 저장
  • 현재 진행중인 작업의 메모리 크기(마지막 주소 - 시작 주소) 를 한계 레지스터에 저장
  • 두 범위가 벗어나는지 하드웨어 점검

메모리 보호

• 부팅
  • 운영체제를 메모리에 올리는 과정
  • 바이오스(운영체제 config) 실행
  • 부트스트랩 실행 - 운영체제를 메모리로 가져와 실

부팅 과정

프로세스

프로그램 -> 프로세스

프로세스 과정

시분할 프로세스 상태

1. 생성 상태 - 프로세스가 메모리에 올라와 있는 상태
2. 준비 상태 - 생성된 프로세스가 CPU 를 기다리는 상태
3. 실행 상태 - 실제 작업 수행 상태 
4. 완료 상태 - 완료된 상태는 프로세스 제어 블록에서 사라짐
5. 보류 상태 - 프로세스가 메모리에서 쫓겨난 상태 (일시정지)

포인터

• 프로세스 제어 블록(프로세스 실행 정보) 가 저장되는 곳
• 대기 상태 큐의 프로세스중 입출력이 같은 프로세스끼리 모은다.

프로세스 와 스레드 의 차이

• 프로세스 - 프로세스 간 약하게 연결되어 있음 (프로세스간 영향력 적음)
• 스레드 - 스레드 간 강하게 연결되어 있음 (스레드간 영향력 많음)

스레드 용어

• 멀티 스레드
  • 프로세스 내 작업 여러 스레드로 분리
  • 스레드 간 자원 공유
• 멀티 태스킹
  • 시분할
• 멀티 프로세싱
  • 멀티 CPU 멀티 스레드 처리
• CPU 멀티 스레드
  • 파이프라인 기법 멀티 스레드 처리

CPU 스케줄링

스케줄링 단계

1. 고수준 스케줄링
   1. 프로세스 전체 작업수 조절
2. 중수준 스케줄링
   1. 프로세스 상태 조절
3. 저수준 스케줄링
   1. 프로세스 선정

스케줄링 종류

• 선점형
  • 운영체제가 CPU 를 빼앗을수 없음
• 비선점형
  • 운영체제가 CPU 를 빼앗을수 있음

집중 프로세스 우선 배정

• 입출력 집중 프로세스 우선 배정
• CPU 집중 프로세스 우선 배정

 

다중큐 - 우선순위

• 고정 우선순위 방식
• 변동 우선순위 방식
  • 프로세스 중간 우선순위 변경

인터럽트

인터럽트 종류

• 동기적 인터럽트
  • 실행중인 명령어 로 발생
• 비동기적 인터럽트
  • 실행중인 명령어 외 로 발생

인터럽트 처리 과정

프로세스 간 통신

통신 종류

• 프로세스 내부 데이터 통신
  • 스레드 간 데이터 통신
• 프로세스 간 데이터 통신
  • 프로세스 간 파이프를 통한 데이터 통신
• 네트워크를 이용한 데이터 통신
  • 컴퓨터간 소켓을 통한 데이터 통신